Олигосахариды. Их свойства и роль в пищевой промышленности
Олигосахариды относятся к классу голозидов. (табл) Все голозиды можно рассматривать , как продукты дегидратации двух и более молекул моносахаридов. Олигосахариды обладают рядом свойств, сближающих их с простыми углеводами (монозами): они легко растворяются в воде, в большинстве случаев обладают сладким вкусом; их легко можно получить в виде хорошо образованных кристаллов. Поэтому химики называют их сахароподобными сложными (состоящими из простых) углеводами. Олигосахариды классифицируют по нескольким признакам: - по числу молекул (см. таблицу); - по составу моносахаридных остатков (гомо-, гетеро-); - по характеру гликозидной цепи - линейные, разветвленные; - по строению молекулы - восстанавливающие (редуцирующие), невосстанавливающие. В молекулах олигосахаридов, как правило, остатки моносахаридов соединяются между собой за счет углерода полуацетального гидроксила одной молекулы и кислорода полуацетального или спиртового гидроксила другой молекулы.
Что такое полуацетальный гидроксил? (слайд) При образовании моносахаридом циклической формы появляется новый гидроксил (у глюкозы – возле первого атома углерода, у фруктозы – возле 2-го) называемый полуацетальным или глюкозидным. В реакциях он обычно более активен, чем остальные.
В восстанавливающих олигосахаридах одна молекула моносахарида на образование связи затрачивает полуацетальный гидроксил, другая - спиртовой; тогда полуацетальный гидроксил остается свободным.
Мальтоза: Остатки молекул α-D-глюкозы
Мальтоза: О 1®4 О a-D-глю a-D-глю О Целлобиоза О 1®4 О b-D-глю О b-D-глю Лактоза О 1®4 О b-D-гал О a-D-глю В невосстанавливающих олигосахаридах два соседних моносахарида соединены за счет полуацетальных гидроксилов. сахароза
трегалоза Раффиноза О 1®6 a-D-гал О О 1®2 О a-D-глю О b-Dфр
Характеристика олигосахаридов
4. Превращения моноз и олигосахаридов 4.1 Гидролиз ди- и трисахаридов При нагревании в присутствии кислот или под действием ферментов ди- и трисахариды распадаются на составляющие их моносахариды. Эта реакция называется гидролизом или инверсией. Соответственно различают кислотный и ферментативный гидролиз. Сахароза при присоединении молекулы воды распадается на молекулу глюкозы и молекулу фруктозы: С12Н22О11 + Н2О ® С6Н12О6 + С6Н12О6 Сладость увеличивается в 1,2 раза сахароза глюкоза фруктоза (экономия сахара по с.в. 5%) 342 18 180 180 Полученная смесь глюкозы и фруктозы называется инвертным сахаром. Он вращает плоскость поляризации не вправо, как сахароза, а влево и имеет более сладкий по сравнению с ней вкус (в 1,2 раза). Инвертный сахар образуется при приготовлении инвертного сиропа, помады кондитерской, варенья и др, обладает антикристаллизационными свойствами. ! Процесс нежелателен в сахарном производстве, т.к. ведет к потере сухих веществ.
Степень инверсии зависит от: n продолжительности теплового воздействия; n концентрации кислоты; n инверсионной способности кислоты. В присутствии сильных кислот (соляная, серная) инверсия идет с большей скоростью, в присутствии слабых (молочная, уксусная) гораздо медленнее.
щавелевая инверси- лимонная < в 10 раз онная яблочная < в 15 раз способ- молочная < в 17 раз ность янтарная < в 35 раз уксусная < в 45 раз
На кондитерских фабриках для получения инвертного сиропа гидролизу подвергают сахарные растворы с концентрацией 80%. Процесс ведут при температуре 80-90°С. Кислотный гидролиз можно осуществлять двумя способами. 1 способ - периодический (кубовый). Соляную кислоту используют в виде 10%-ного раствора в количестве 3 л на 1 т сахара, процесс ведут 20-30 мин. При этом гидролизуется 90% сахарозы, сироп содержит 65-75% редуцирующих веществ. При гидролизе молочной кислотой сахарный сироп нагревают до кипения в течение 40-50 мин. Кислоту (40%-ной концентрации) вводят в количестве 4 л на 1 т сахара. По окончании гидролиза введенную кислоту нейтрализуют 8%-ным раствором гидрокарбоната натрия. 2-й способ -непрерывный. Основан на применении сильнокислотного катионита (КУ2-8 в Н+). Кислота обычно не применяется. При использовании высококонцентрированных сахарных сиропов 54-65%, t = 55-60°С инверты получаются бесцветными, без солевых примесей. Ферментативный гидролиз осуществляют под действием гидролитических ферментов (гликозидаз), катализирующих расщепление олигосахаридов.
Раффиноза a -галактозидаза О 1®6 a-D-гал О сахароза О 1®2 О a-D-глю О b-Dфр
мелибиоза b-фруктофуранозидаза, инвертаза (сахараза), разбавленные кислоты
a-глюкозидаза b-фруктофуранозидаза Сахароза О О a-D-глю b-D-фр О
a-глюкозидаза содержится в слюне, в пищеварительных соках, образуется в дрожжах при определенных условиях выращивания, в просяном солоде. b-фруктофуранозидаза содержится в дрожжах.
Брожение сахаров Существует 6 основных типов брожения: 1) спиртовое; 2) молочное гомо- и гетероферментативное; 3) пропионовое ( пропионовая и уксусная кислоты + СО2 + Н2О); 4) бутиленгликолевое (2,3 бутиленгликоль, муравьиная, янтарная, уксусная кислоты + Н2); 5) ацетоноэтиловое (ацетон и этиловый спирт); 6) ацетонобутиловое и масляное ( масляная кислота + СО2). При брожении теста имеют место все перечисленные типы брожения. Подробнее брожение будет рассмотрено в специальной лекции. Карамелизация сахаров Карамелизация - термическое превращение сахаров, нагреваемых в сухом виде при температуре выше 100°С. Степень термических изменений и состав образующихся продуктов зависит от: температуры, рН среды, условий нагрева, вида и концентрации сахара. Карамелизация сопровождается образованием как летучих продуктов разложения, обладающих запахом (метилглиоксаль, оксиметилфурфурол, левулиновая и муравьиная кислоты и др.), так и полимерных, нелетучих, темноокрашенных веществ. При нагревании сухой сахарозы образуются: С12Н22О11 - 2Н2О ® С12Н18О9 - карамелан 3С12Н22О11 - 8Н2О ® С36Н50О25 - карамелен 2С12Н22О11 - 7Н2О ® С24Н30О15 - карамелин Карамелан - вещество соломенно-желтого цвета, растворимое в холодной воде; карамелен - ярко-коричневого цвета, растворим в воде; карамелин - темно-коричневого цвета, растворяется только в кипящей воде. При более длительном нагревании сахарозы образуются гуминовые вещества (черно-коричневые), растворимые в щелочах. Наиболее изучен механизм карамелизации глюкозы (схема), но строение многих продуктов карамелизации еще не выяснено. Термическое расщепление глюкозы может идти по двум путям: 1) расщепление между 3 и 4 атомами углерода - образуются летучие продукты разложения; 2) ступенчатое отщепление молекул воды - образуются летучие продукты разложения и карамель. Синтез карамели осуществляется в результате взаимной циклизациидезоксиглюкозанов в енольной форме с образованием дикетодиоксановых систем (циклов) в полимерной цепи. Рост цепей молекул протекает за счет альдольной конденсации. Карамелизация приводит к образованию сотен различных химических продуктов, однако, химия карамелизации сложна и изучена довольно плохо. Она включает следующие процессы: 1. Инверсия сахарозы во фруктозу и глюкозу; 2. Реакции конденсации; 3. Внутримолекулярные сшивки; 4. Изомеризация альдоз в кетозы; 5. Реакции дегидрации; 6. Реакции фрагментации; 7. Образование ненасыщенных полимеров.
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1462)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |